CN108631310A - 一种居民小区有序充电管理方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种居民小区有序充电管理方法、装置及系统，属于充电管理技术领域。本发明通过实时监测居民小区内的负荷状态，调拨闲置负荷提供给充电设备，在负荷紧张的情况下，建立充电队列，在其他设备负荷降低的情况下，安排充电设备有序充电，在闲置负荷不满足其他设备负荷需求的情况下，降低充电设备功率或退出充电，如果充电设备未按要求降低功率或退出充电，切断其电源输入，保障居民正常生活的使用负荷。本发明能够提高居民小区负荷的利用率，起到保障变压器安全、降低峰谷差、减小负荷波动。
Description
技术领域
本发明涉及一种居民小区有序充电管理方法、装置及系统，属于充电管理技术领域。
背景技术
随着全球石油资源的日趋紧张以及环境保护压力的逐渐增长，汽车产业已开始进入交通能源转型期，以电动汽车为代表的新能源汽车正在逐渐引起人们的关注。随着电动乘用汽车的普及，需要建设更多的充电设施满足其充电需求。例如申请号为201110369487.7的专利申请文件，该申请文件公开了一种居民智能用电管理方法和管理系统，管理方法包括对居民用电情况进行智能化采集、实现有序的用电管理、进行在线电费核算、对直接为居民用户供电的配电网进行线损分析，对储能元件的接入和充放电进行管理。虽然该方法实现了智能化的用电管理，提高了管理效率。但是，用户在启动充电时，并不知晓当前居民负荷情况，造成了无序充电，而投入更多电力设施保证所有充电设备的输出，不仅需要增加建设费用，也对电网造成了极大的冲击，加剧了峰谷差。
发明内容
本发明的目的是提供一种居民小区有序充电管理方法，以解决目前用户在启动充电时没有考虑用电负荷导致对电网造成冲击，影响居民正常用电的问题；本发明还提供了一种居民小区有序充电管理装置及系统。
本发明为解决上述技术问题而提供一种居民小区有序充电管理方法，该方法包括以下方案：方法方案一：该管理方法包括以下步骤：
1)获取居民的实时负荷、充电实时负荷和小区总允许负荷，根据居民实时负荷、充电实时负荷和小区总允许负荷计算负荷缓冲区；
2)判断负荷缓冲区是否大于设定的保护门限，若不大于，则安排充电设备进入充电等待序列，若大于则将充电设备进入充电序列。
本发明通过实时监测居民小区内的负荷状态，调拨闲置负荷提供给智能充电设备，可以在居民小区有限的允许负荷下，引导用户实施有序充电，有效提高负荷的使用率，降低峰谷差，减小负荷波动，确保电网安全、稳定和经济运行。
方法方案二：在方法方案一的基础上，当负荷缓冲区大于保护门限时，计算负荷缓冲区与保护门限的差值，选取差值和进入充电序列充电设备额定功率中的较小者作为该充电设备的允许充电功率。
方法方案三、四：分别在方法方案一、二的基础上，当负荷缓冲区低于保护门限时，降低位于充电序列中最后一位充电设备的输出功率，或暂停位于充电序列最后一位充电设备。
方法方案五、六：分别在方法方案三、四的基础上，当负荷缓冲区低于保护门限，且充电设备未按要求降低或暂停输出时，切断位于充电序列最后一位充电设备的输入电源，并将其从充电序列中删除。
方法方案七、八：分别在方法方案三、四的基础上，若最后一位的充电设备暂停输出，从充电序列退出后，负荷缓冲区仍低于保护门限，则再将位于充电序列最后一位的充电设备进行降功率或暂停输出，直至负荷缓冲区不低于门限。
本发明还提供了一种居民小区有序充电管理装置，包括以下方案，装置方案一：该装置包括存储器和处理器，以及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器与所述存储器相耦合，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下指令：
1)获取居民的实时负荷、充电实时负荷和小区总允许负荷，根据居民实时负荷、充电实时负荷和小区总允许负荷计算负荷缓冲区；
2)判断负荷缓冲区是否大于设定的保护门限，若不大于，则安排充电设备进入充电等待序列，若大于则将充电设备进入充电序列。
装置方案二：在装置方案一的基础上，当负荷缓冲区大于保护门限时，计算负荷缓冲区与保护门限的差值，选取差值和进入充电序列充电设备额定功率中的较小者作为该充电设备的允许充电功率。
装置方案三、四：分别在装置方案一、二的基础上，当负荷缓冲区低于保护门限时，降低位于充电序列中最后一位充电设备的输出功率，或暂停位于充电序列最后一位充电设备。
装置方案五、六：分别在装置方案三、四的基础上，当负荷缓冲区低于保护门限，且充电设备未按要求降低或暂停输出时，切断位于充电序列最后一位充电设备的输入电源，并将其从充电序列中删除。
装置方案七、八：分别在装置方案三、四的基础上，若最后一位的充电设备暂停输出，从充电序列退出后，负荷缓冲区仍低于保护门限，则再将位于充电序列最后一位的充电设备进行降功率或暂停输出，直至负荷缓冲区不低于门限。
本发明还提供了一种居民小区有序充电管理系统，包括以下方案，系统方案一：该系统包括负荷管理终端，所述负荷管理终端上设置有第一通信接口、第二通信接口和控制接口，所述负荷管理终端通过第一通信接口用于与居民小区的各智能电表连接，以获取居民实时负荷，所述负荷管理终端通过第二通信接口用于与居民小区的各充电设备连接，以获取充电实时负荷，所述负荷管理终端通过控制接口用于与充电设备电源控制柜连接，所述负荷管理终端根据居民实时负荷、充电实时负荷和小区总允许负荷计算负荷缓冲区；并判断负荷缓冲区是否大于设定的保护门限，若不大于，则安排充电设备进入充电等待序列，若大于则将充电设备进入充电序列。
系统方案二：在系统方案一的基础上，当负荷缓冲区大于保护门限时，所述负荷管理终端计算负荷缓冲区与保护门限的差值，选取差值和进入充电序列充电设备额定功率中的较小者作为该充电设备的允许充电功率。
系统方案三、四：分别在系统方案一、二的基础上，当负荷缓冲区低于保护门限时，所述负荷管理终端降低位于充电序列中最后一位充电设备的输出功率，或暂停位于充电序列最后一位充电设备。
系统方案五、六：分别在系统方案三、四的基础上，当负荷缓冲区低于保护门限，且充电设备未按要求降低或暂停输出时，所述负荷管理终端控制充电设备电源控制柜，切断位于充电序列最后一位充电设备的输入电源，并将其从充电序列中删除。
系统方案七、八：分别在系统方案三、四的基础上，若最后一位的充电设备暂停输出，从充电序列退出后，负荷缓冲区仍低于保护门限时，负荷管理终端将位于充电序列最后一位的充电设备进行降功率或暂停输出，直至负荷缓冲区不低于门限。
附图说明
图1是本发明居民小区有序充电管理系统的结构示意图；
图2是居民实时负荷、负荷缓冲区、充电实时负荷之间的关系示意图；
图3是本发明居民小区有序充电管理系统的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
本发明通过获取居民实时负荷、充电实时负荷和居民小区的总允许负荷，计算负荷缓冲区，负荷缓冲区为总允许负荷与居民实时负荷、充电实时负荷的差值，如图2所示，比较负荷缓冲区与设定保护门限之间的大小关系，根据它们之间的关系控制充电设备是否投入充电，确保未在充电设备规定时间响应时，保证居民小区总允许负荷不会超限或居民其他设备的负荷需求。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明的内容予以实施，并且为了让本发明的目的、特征以及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
如图3所示，其充电管理过程如下：当某台充电设备需要启动充电时，该充电设备申请允许充电功率，根据获取的居民实时负荷、充电实时负荷和居民小区的总允许负荷计算负荷缓冲区，判断负荷缓冲区和保护门限之间的关系，当负荷缓冲区低于或等于保护门限，安排此台充电设备进入等待序列；当负荷缓冲区大于保护门限时，安排该台充电设备进入充电序列，并将负荷缓冲区与保护门限的差值和该台充电设备额定功率两个数值的最小值，设置为其允许充电功率；当居民实时负荷上升，负荷缓冲区低于门限时，位于充电序列最后一位的充电设备降低输出功率或暂停输出，从充电序列退至等待序列第一位；若最后一位的充电设备暂停输出，从充电序列退出后，负荷缓冲区仍低于门限，则再将位于充电序列最后一位的充电设备进行降功率或暂停输出，直至负荷缓冲区不低于门限。当负荷缓冲区低于保护门限，且充电设备未按要求降低或暂停输出，切除位于充电序列最后一位的充电设备输入电源。
上述方法可以作为一种计算机程序，存储在居民小区有序充电管理装置中的存储器中并可在居民小区有序充电管理装置中的处理器上运行。
同时本发明还提供了一种居民小区有序充电管理系统，如图1所示，该管理系统包括负荷管理终端，负荷管理终端包括：触摸显示屏、总线通信电路和中间继电器。该负荷管理终端通过第一通信接口用于连接居民小区中的各电能表，获取居民小区的实时负荷；该负荷管理终端通过第二通信接口与小区中的各智能充电设备通信连接，负荷管理终端通过和各充电设备的通信获取其额定功率和实时功率，同时充电设备也可以获取有序充电序列和允许充电功率；该负荷管理终端还通过其控制接口与充电设备电源控制柜连接，充电设备电源控制柜的电源输入端与居民小区变压器连接，电源输出端与智能充电设备电源输入端连接，在充电负荷管理终端和充电设备电源控制柜的控制下驱动充电设备的满功率输出/降功率输出/停止。当负荷缓冲区低于保护门限时，负荷管理终端降低充电设备或暂停充电设备输出，使其从充电序列退回到等待序列；当负荷缓冲区高于保护门限时，负荷管理终端允许充电设备从等待序列进入充电序列，启动充电。充电序列、等待序列是按照充电状态划分的，充电序列和等待序列都是按充电设备的先后启动充电次序设置的。
该系统的工作过程如下：某台充电设备在启动充电后，和负荷管理终端通信，申请允许充电功率，负荷管理终端通过居民小区的电能表获取居民实时负荷，负荷管理终端通过预置的数据获取居民小区总允许负荷，并计算负荷缓冲区，比较负荷缓冲区与设定的保护门限之间的大小，当负荷缓冲区低于或等于保护门限，负荷管理终端安排此台充电设备进入等待序列；当负荷缓冲区大于保护门限，负荷管理终端安排此台充电设备进入充电序列，并将负荷缓冲区与保护门限的差值和其额定功率两个数值的最小值，设置为其允许充电功率；当居民实时负荷上升，负荷缓冲区低于门限，位于充电序列最后一位的充电设备按照负荷管理终端的要求，降低输出功率或暂停输出，从充电序列退至等待序列第一位；若最后一位的充电设备暂停输出，从充电序列退出后，负荷缓冲区仍低于门限，则再将位于充电序列最后一位的充电设备进行降功率或暂停输出，直至负荷缓冲区不低于门限。当负荷缓冲区低于保护门限，且充电设备未按要求降低或暂停输出，负荷管理终端通过充电设备电源控制柜，切断位于充电序列最后一位的充电设备输入电源，并从系统内部删除其有序充电序列，保证居民小区总允许负荷不会超限和居民其他设备的负荷需求。
本发明的有序充电管理通过实时监测居民小区内的负荷状态，调拨闲置负荷提供给智能充电设备。在负荷紧张的情况下，建立充电队列，在其他设备负荷降低的情况下，根据队列的优先级，负荷管理终端安排充电设备有序充电。在闲置负荷不满足其他设备负荷需求的情况下，负荷管理终端降低充电设备功率或命令其重新进入充电队列，如果充电设备未按要求降低功率或退出充电，负荷管理终端通过控制充电设备电源控制柜，切断其电源输入，保障居民正常生活的使用负荷，提高居民小区负荷的利用率，起到保障变压器安全、降低峰谷差、减小负荷波动的作用。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种居民小区有序充电管理方法，其特征在于，该管理方法包括以下步骤：
1)获取居民的实时负荷、充电实时负荷和小区总允许负荷，根据居民实时负荷、充电实时负荷和小区总允许负荷计算负荷缓冲区；
2)判断负荷缓冲区是否大于设定的保护门限，若不大于，则安排充电设备进入充电等待序列，若大于则将充电设备进入充电序列。
2.根据权利要求1所述的居民小区有序充电管理方法，其特征在于，当负荷缓冲区大于保护门限时，计算负荷缓冲区与保护门限的差值，选取差值和进入充电序列充电设备额定功率中的较小者作为该充电设备的允许充电功率。
3.根据权利要求1或2所述的居民小区有序充电管理方法，其特征在于，当负荷缓冲区低于保护门限时，降低位于充电序列中最后一位充电设备的输出功率，或暂停位于充电序列最后一位充电设备。
4.根据权利要求3所述的居民小区有序充电管理方法，其特征在于，当负荷缓冲区低于保护门限，且充电设备未按要求降低或暂停输出时，切断位于充电序列最后一位充电设备的输入电源，并将其从充电序列中删除。
5.根据权利要求3所述的居民小区有序充电管理方法，其特征在于，若最后一位的充电设备暂停输出，从充电序列退出后，负荷缓冲区仍低于保护门限，则再将位于充电序列最后一位的充电设备进行降功率或暂停输出，直至负荷缓冲区不低于门限。
6.一种居民小区有序充电管理装置，其特征在于，该装置包括存储器和处理器，以及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器与所述存储器相耦合，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下指令：
1)获取居民的实时负荷、充电实时负荷和小区总允许负荷，根据居民实时负荷、充电实时负荷和小区总允许负荷计算负荷缓冲区；
2)判断负荷缓冲区是否大于设定的保护门限，若不大于，则安排充电设备进入充电等待序列，若大于则将充电设备进入充电序列。
7.根据权利要求6所述的居民小区有序充电管理装置，其特征在于，当负荷缓冲区大于保护门限时，计算负荷缓冲区与保护门限的差值，选取差值和进入充电序列充电设备额定功率中的较小者作为该充电设备的允许充电功率。
8.根据权利要求6或7所述的居民小区有序充电管理装置，其特征在于，当负荷缓冲区低于保护门限时，降低位于充电序列中最后一位充电设备的输出功率，或暂停位于充电序列最后一位充电设备。
9.一种居民小区有序充电管理系统，其特征在于，该系统包括负荷管理终端，所述负荷管理终端上设置有第一通信接口、第二通信接口和控制接口，所述负荷管理终端通过第一通信接口用于与居民小区的各智能电表连接，以获取居民实时负荷，所述负荷管理终端通过第二通信接口用于与居民小区的各充电设备连接，以获取充电实时负荷，所述负荷管理终端通过控制接口用于与充电设备电源控制柜连接，所述负荷管理终端根据居民实时负荷、充电实时负荷和小区总允许负荷计算负荷缓冲区；并判断负荷缓冲区是否大于设定的保护门限，若不大于，则安排充电设备进入充电等待序列，若大于则将充电设备进入充电序列。
10.根据权利要求9所述的居民小区有序充电管理系统，其特征在于，当负荷缓冲区大于保护门限时，所述负荷管理终端计算负荷缓冲区与保护门限的差值，选取差值和进入充电序列充电设备额定功率中的较小者作为该充电设备的允许充电功率。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20181009 |